Ingen har nogensinde set et molekyle
Molekyler DNA

Vores viden om DNA kommer hovedsageligt fra de beslægtede teknikker 'røntgenspredning' og 'neutronspredning'. (Foto: Colourbox)

I skolen lærer vi, at DNA-molekylerne ligner snoede rebstiger - og at vand ligner Mickey Mouse med ilt som det store hoved og to brintatomer som ører. Vi lærer, at i køkkensalt sidder natrium og chlor i et firkantet gitter - skiftevis natrium og så chlor.

Men vores øjne kan altså ikke se molekyler og de kan ikke se atomer. Det vi ser i skolebøgerne er aldrig billeder - det er altid tegninger eller computergrafik.

Stråler der 'ser' ind i materialer

Vores viden om strukturen af  DNA, køkkensalt og alt muligt andet har vi primært fra to beslægtede teknikker der hedder 'røntgenspredning' og 'neutronspredning'. Røntgenstråler og neutronerstråler har den egenskab, at de kan gå ind i materialer og ramme atomer derinde.

Derefter kommer stålerne ud i en ny retning, og den retning de kommer ud i fortæller noget om, hvor atomerne i materialet er. Man får ikke et direkte billede ud, men ved at regne, gætte og tænke sig frem har forskere i de sidste hundrede år brugt den slags resultater til at bestemme strukturen af alle de molekyler og krystaller vi kender.

Studiet af små ting kræver store maskiner

For at få lavet neutronstråler, og for at lave rigtig stærke røntgenstråle skal man have nogle KÆMPE eksperimentelle faciliteter. Forskellige steder i Europa, USA og Japan findes der store 'maskiner' som har det formål at lave røntgenstråler eller neutronsstråler.

Et af stederne hedder ESRF og ligger i Grenoble (Frankrig). Det er en ring til at lave røntgenstråling. Mange har sikkert hørt om CERN - verdens største eksperiment - en partikel accelerator på 27 km i omkreds. Så stor er ESRF ikke. Den er 'kun' 800 meter i omkreds.

ESRF er også anderledes på en anden måde. ESRF er nemlig ikke et stort eksperiment. Den er en røntgenstråle-kilde og rundt om den, står der over 40 forskellige eksperimentelle opstillinger. De bliver alle brugt af forskere fra hele verden.

Typisk er det sådan, at en lille gruppe forskere kommer til et eksperiment ved ESRF i 2-5 dage. Så arbejder man 24 timer i døgnet med at sende røntgenstråler ind på lige netop det system, man er interesseret i. Det kan være alt muligt, superledere, proteiner, medicin, brød, flydende metaller - ja faktisk hvad som helst. Det handler om at studere den mikroskopiske struktur og dynamik i helt almindelige hverdagsting.

En ny neutronstråle-kilde på vej til Øresundsregionen

I denne her uge er jeg i Paris og besøger en kollega på neutronkilden LLB. Det er en atomreaktor, der minder meget om den vi tidligere havde ved RISØ. Den laver neutronstråling og kan på samme måde som ESRF bruges til at se på en hel masse ting omkring, hvordan atomerne sidder inde i alle de forskellige ting, der omgiver os.

Reaktoren ved RISØ er jo blevet lukket, og der er også mange grunde til, at det ikke er så praktisk at bruge atomreaktorer til at lave videnskabelige eksperimenter. Heldigvis kan man også lave neutronstråler på en anden måde - hvor man igen skal bruge en stor partikel-accelerator-ring.

Det er for nyligt blevet besluttet, at Europas nye store neutronstråle-kilde skal være sådan en ring, og at den skal bygges i Lund - dvs en lille bitte togtur fra København.

Jeg glæder mig meget til den nye neutronstråle-kilde (ESS, European Spallation Source) står færdig i Lund, men det er tidligst i 2019... Så i mellemtiden glæder jeg mig over at rejse til Frankrig og bruge neutronstrålerne der.

Denne artikel er oprindeligt publiceret som et blogindlæg.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.